Гибкая электрогрелка и способ ее изготовления

Гибкая электрогрелка и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технологии изготовления и конструкции малогабаритных портативных переносных гибких электрических грелок и может быть использовано для организации локального нагрева до температуры не более 45°С в технических, бытовых и лечебных целях, в частности для терапевтического лечения гипертермией различных заболеваний, в том числе переломов, ушибов, отитов, заболеваний органов зрения, радикулита, бурсита, миозита.

Известен плоский греющий элемент электрогрелки толщиной 2-5 миллиметров, содержащий оболочку с размещенным в ней нагревателем в виде электроизолированного проводника электрического тока из пластичного материала, например меди (см. патент РФ № 2014809, МПК A 61 F 7/00, Н 05 В 3/36, публ. 1994 г.).

Недостаток известного технического решения в низкой гибкости электрогрелки, что не позволяет ее применять для лечения на поверхностях с различной кривизной поверхности.

Известно гибкое электронагревательное устройство, содержащее плоский резистивный элемент в виде меандра из сплава высокого омического сопротивления на основе железа и покрывающую его с обеих сторон защитную оболочку, образованную из двух и более последовательно нанесенных на лицевую и тыльную поверхности меандра слоев электроизоляционного лака и клеевой ткани, при этом к контактным площадкам меандра посредством пайки либо сварки подсоединены раздельные концы кабеля, снабженного вилкой для подключения к бортовой сети автомобиля (см. патент РФ № 2110901, МПК Н 05 В 3/34, публ. 1985 г.).

Известен гибкий тканый электронагреватель, токопроводящая нить которого расположена в поперечном направлении и образует секции, разделенные участками ткани, свободными от токопроводящей нити, а на свободных от токопроводящей нити участках ткани вдоль ее кромок заработаны токопроводящие провода, соединенные с токопроводящей нитью каждой секции (см. патент ФРГ № 1690588, МПК Н 05 В 3/00, 1972 г.).

Недостаток известного технического решения в высокой трудоемкости изготовления обогревателя, в сложности и громоздкости соединения токоподводящих и токопроводящих нитей, что не позволяет создать достаточно надежный тонкий плоский электрообогреватель.

Известна гибкое физиотерапевтическое устройство для лечения патологий локальной гипертермией (радикулит, бурсит, миозит), содержащее тканевый чехол, стимулирующий элемент в виде пластины, выполненной из гибкого электроизоляционного термостойкого биологически инертного материала - силиконовой резины с электродом в виде металлической сетки на одной поверхности и нагревательным элементом в середине (см. патент РФ №2191557, A 61 F 7/00, публ. 2002 г.).

Недостаток устройства в невысокой гибкости, что не позволяет использовать его при лечении переломов, в сложности конструкции и высокой стоимости. Это не позволяет применять устройство в качестве одноразового изделия.

Известна гибкая электрогрелка, содержащая по меньшей мере один электропроводный нагревательный контур, электроизолированный провод которого размещен на несущем элементе с образованием плоской катушки, закрепленной в электроизоляционной оболочке из влагостойкого воздухонепроницаемого материала и соединенной с токоподводящими проводниками (см. патент РФ №2058673, A 61 F 7/00, публ. 1996 г. - прототип).

Недостаток известного технического решения в низкой гибкости и высокой стоимости изготовления электрогрелки.

Известен способ изготовления гибкой электрогрелки, включающий изготовление оправки и несущей конструкции, размещение несущей конструкции на оправке, формирование катушки путем наматывания проволочного электроизолированного провода на несущую конструкцию, снятие несущей конструкции с намотанным проволочным электроизолированным проводом с оправки, нанесение на полученную катушку изоляционной оболочки и соединение всех частей горячим прессованием с плющением катушки (несущей конструкции с намотанным электроизолированным проводом) до плоской формы (см. заявку ФРГ №2730559, Н 05 В 3/36, публ. 1978 г. - прототип).

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость из-за необходимости применения дополнительной оснастки (несущей конструкции) и горячего прессования, требующего специального оборудования.

Известен способ изготовления гибкой электрогрелки, включающий изготовление оправки, формирование катушки намоткой проволочного электроизолированного нагревательного элемента непосредственно на оправке, нанесение на внешнюю поверхность полученной катушки изоляционной оболочки, не снимая катушки с оправки, снятие катушки оправки с последующим формированием на ее внутренней поверхности клеящего покрытия, прессование с плющением катушки до плоской формы для соединения всех частей гибкой электрогрелки (см. патент РФ №2058673, A 61 F 7/00, публ. 1996 г. - прототип).

Изобретение решает задачу снижения затрат и экономии материала на создание простой надежной тонкой плоской гибкой электрогрелки с низкой инерционностью, быстрым выходом на рабочий режим, надежного, удобного в эксплуатации, не требующей применения дорогостоящих дефицитных узлов, материалов, с питанием от низковольтных источников переменного или постоянного тока, в том числе электрических батареек, с низкой стоимостью, позволяющей применять ее в качестве изделия одноразового использования.

Изобретение способа изготовления гибкой электропрелки решает задачу снижения ее стоимости путем повышения технологичности изготовления, упрощения оснастки, снижения трудоемкости и затрат на материалы и дополнительную оснастку, применения простых операций, в частности холодного прессования.

Поставленная задача достигается тем, что в гибкой электрогрелке, содержащей по меньшей мере один электропроводный нагревательный контур, проволочный электроизолированный нагревательный элемент которого размещен на несущем элементе с образованием плоской катушки, закрепленной в оболочке из теплостойкого влагонепроницаемого электроизоляционного материала и соединенной с токоподводящими проводниками, оболочка и несущий элемент выполнены из гибкой полимерной пленки с по меньшей мере одной клеящей поверхностью для соответствующего соединения с витками плоской катушки.

Предпочтительно электроизоляционную оболочку и несущий элемент выполнить из одного или различных материалов.

Целесообразно в плоской катушке витки проволочного электроизолированного нагревательного элемента расположить вплотную или на расстоянии друг от друга.

Предпочтительно проволочный электроизолированный нагревательный элемент выполнить из меди с диаметром не более 0,5 миллиметров.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления гибкой электрогрелки, включающем изготовление оправки, формирование катушки намоткой проволочного электроизолированного нагревательного элемента на оправке, нанесение на внешнюю поверхность полученной катушки оболочки из термостойкого влагонепроницаемого электроизоляционного материала и соединение всех гибкой электрогрелки прессованием с плющением катушки до плоской формы, оправка выполнена сборно-разборной, формирование катушки осуществляют на несущем элементе, размещенном перед намоткой на оправке, при этом нанесение на внешнюю поверхность полученной катушки оболочки осуществляют после разбора и съема оправки с полученной катушки.

Предпочтительно несущий элемент выполнить из по меньшей мере двух слоев гибкой полимерной пленки с клеящими поверхностями для закрепления витков катушки при ее намотке на оправке и соединения с оболочкой при прессовании и плющении катушки до плоской формы.

Целесообразно оболочку выполнить из слоев гибкой полимерной пленки с клеющей поверхностью для фиксации на катушке.

Предпочтительно оправку выполнить в виде сборно-разборной рамки, в том числе прямоугольной или квадратной.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителями не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предполагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого гибкого электрообогревателя. На фиг.2 изображена оснастка в виде сборно-разборной рамки.

Гибкая электрогрелка содержит (фиг.1) по меньшей мере один электропроводный нагревательный контур, проволочный электроизолированный нагревательный элемент 1 которого размещен намоткой на несущем элементе 2 с образованием плоской катушки, закрепленной между слоями оболочки 3 из теплостойкого влагонепроницаемого электроизоляционного материала и соединенной с токопроводящими проводниками 4.

Оболочка 3 и несущий элемент 2 выполнены из гибкой полимерной пленки, имеющей по меньшей мере одну клеящую поверхность.

Предпочтительно проволочный электроизолированный нагревательный элемент 1 выполнить из медной проволоки, покрытой оболочкой из лака.

Гибкая электрогрелка может устанавливаться непосредственно на больной участок любым из известных способов, например, путем прибинтовки. При применении гибкой электрогрелки в качестве источника тепла для ускоренного заживления переломов гипертермией электропитание ее можно осуществлять от источника постоянного тока 3-50 вольт или от источника переменного тока 3-24 вольт.

Гибкая эпектрогрелка работает следующим образом. Нагрев происходит за счет выделения тепла от проволочного электроизолированного нагревательного элемента 1 при прохождении постоянного или переменного тока. Оболочка 3 толщиной не более 1,5 миллиметра обеспечивает хорошую теплопередачу к прогреваемому месту, обеспечивая лечебную температуру от 37°С до 45°С. Высокая гибкость позволяет устанавливать гибкую электрогрелку как на ровные, так и на сложные криволинейные поверхности. Для изготовления гибкой электрогрелки применяют оправку 5, представляющую собой сборно-разборную рамку (фиг.2), например, прямоугольной формы, стороны которой скреплены в углах винтами 6. Гибкую электротрелку изготавливают следующим образом. На оправку 5 наматывают несущий элемент 2, представляющий собой полимерную пленку, согнутую таким образом, что ее слои с клеящей поверхностью расположены снаружи. Затем поверх клеящей поверхности несущего элемента 2 наматывают проволочный электроизолированный нагревательный элемент 1 таким образом, что получается катушка, витки которой расположены вплотную или на расстоянии друг от друга. Для повышения производительности целесообразно осуществить намотку электроизолированного нагревательного элемента 1 одновременно от двух источников (не показано) медной проволоки. Несущий элемент 2 с образованной катушкой снимают с оправки 5 путем разбора рамки. Для образования нагревательного контура одни концы медной проволоки электроизолированного нагревательного элемента 1 соединяют пайкой в точке 7, другие его концы соединяют с токоподводящими проводниками 4 в точках 8. Поверх витков катушки с лицевой и тыльной стороны наносят оболочку 3, выполненную из гибкой полимерной пленки, при этом ее клеящая поверхность расположена на витках катушки. Соединение всех частей гибкой электрогрелки осуществляют прессованием с плющением катушки до плоской формы. Витки катушки при этом фиксируются между соответствующими клеящими поверхностями полимерной пленки оболочки 3 и несущего элемента 2 с лицевой и тыльной сторон.

Пример конкретного выполнения: изготавливалась гибкая электрогрелка медицинского назначения для ускоренного заживления переломов прямоугольной формы с размерами 100,0×40×1,5 мм. В качестве проволочного электроизолированного нагревательного элемента 1 применен медный провод ПЭВТЛ-2 (ТУ16.505.446-77) диаметром 0,125 миллиметров и длиной 8 метров. Изготавливалась оправка 5 в виде металлической квадратной сборно-разборной рамки с длиной стороны 10 сантиметров. Для соединения сторон рамки применены четыре винта. В качестве несущего элемента 2 и электроизоляционной оболочки 3 применена прозрачная полимерная пленка с клеящей поверхностью типа ПХВ толщиной 0,2 миллиметра. На оправку 5 вручную наматывалась полимерная пленка для образования несущего элемента 2, клеящая поверхность которого располагалась при этом снаружи лицевой и тыльной стороны. Поверх несущего элемента 2 наматывался медный провод ПЭВТЛ-2 одновременно от двух его источников для получения катушки. Разбор рамки осуществлялся откручиванием винтов. После снятия катушки с оправки 5 поверх ее витков с лицевой и тыльной стороны вручную накладывается оболочка 3 таким образом, чтобы витки катушки располагались между соответствующими слоями несущего элемента 2 и оболочки 3. Затем катушку расплющивали с помощью ручного пресса до плоской формы.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ изготовления гибкой электрогрелки менее трудоемок, имеет низкую материалоемкость, не требует применения сложной оснастки и оборудования, дефицитных материалов, что в итоге позволяет снизить ее стоимость и цену. Предлагаемая гибкая электрогрелка выполнена из доступных отечественных материалов по предельно простой технологии и может применяться в качестве изделия одноразового или многократного применения. Опытные образцы предлагаемых гибких электронагревателей рассчитаны на питание от источников постоянного тока напряжением 3-50 вольт или переменного тока напряжением 3-24 вольт, потребляемая ими мощность составляет 3-10 ватт. Экспериментальная проверка их в качестве портативных малогабаритных медицинских грелок при лечении переломов, ушибов подтвердила высокую эффективность их работы. Заявляемое техническое решение обеспечивает простоту конструкции и технологии изготовления, хорошую гибкость, прочность, малую толщину, надежность и безопасность применения.

1. Способ изготовления гибкой электрогрелки, включающий изготовление оправки, формирование катушки на несущем элементе, размещенном перед намоткой проволочного электроизолированного нагревательного элемента на оправке, нанесение на внешнюю поверхность полученной катушки оболочки из термостойкого влагонепроницаемого электроизоляционного материала и соединение всех частей гибкой электрогрелки прессованием с плющением катушки до плоской формы, отличающийся тем, что оправка выполнена сборно-разборной, оболочка выполнена из слоев гибкой полимерной пленки с клеящей поверхностью для фиксации на катушке, при этом нанесение на внешнюю поверхность полученной катушки оболочки осуществляют после разбора и съема оправки с полученной катушки.

2. Способ по п.2, отличающийся тем, что несущий элемент выполнен из по меньшей мере двух слоев гибкой полимерной пленки с клеящими поверхностями для закрепления витков катушки при ее намотке на оправке и соединения с оболочкой при прессовании и плющении катушки до плоской формы.

3. Способ по п.4, отличающийся тем, что оправка представляет собой сборно-разборную рамку, в том числе прямоугольную или квадратную.